计量供热负荷特性及其调节方法

２计量供热时用户负荷特性
计量供热时，各种工业和民用建筑，对供热时问和供热温度要求差异较大，由此产生用户负荷 的多样性。
公共建筑和工业建筑的性质决定了建筑物房问都有着固定的使用时间段，晚上和双休日通常可 能是建筑物无人使用时间段。在正常使用时间段，保持正常工作热负荷供热；在无人使用时间段， 建筑进入冷却自然降温，不需供热；到值班温度后还需要有最小负荷保持值班温度；正常使用之前， 对建筑物需要进行最大负荷的供热，使建筑物尽快升温到正常供暖温度；最后再进入正常使用时间 段，保持正常工作热负荷供热。
在许多欧洲国家，即使是公共建筑的散热器也都安装有温控阀，且多在建筑物的总人口使用智 能控制阀，依照事先编制好的程序对阀门的开闭进行控制，以节约在低热负荷和无人使用时间段内 系统浪费的热能。
（２）对计量用户采用内墙保温。建筑物的加热过程可视为墙体恒热流边界条件下的传热，内墙 材料的导热系数、密度和比热对室内升温速率，具有决定性的影响，内墙保温可提高至少２０％．３０％ 的升温速率。可能相当于增加３０％散热器面积的效果。
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计量供热的建筑物热过程，既有不稳态传热过程，也可能有稳态传热过程。 图１是计量供热用户负荷特性图，当ｔ｜１分别取ｔｌＩ和ｔｌ时，可分别得出建筑在维持舒适温度和值 班温度时的热负荷。加热过程是建筑物蓄热升温过程，热负荷最大。冷却过程零负荷。
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温度
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－小负荷
－大负荷
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３．２供热负荷调节超量性（ｏｖｅｒｓｉｚｅ）
由于供热系统的热惰性较大，建筑物的加热过程需要更大的供热量，以便提高加热速率，提高 计量供热节能效果，对民宅更有即时加热保证供热质量的意义。
超量调节的意义在于：使用户有积极性进行自主节能，当用户不在采暖房间时，可将温度设定 为值班温度，当用户需要在采暖房间时，调大温控阀设定值，此时需要室内供热系统的散热量足够 大能在短时间内把室温提升到采暖温度。如果室内供热系统在单位时间供热量过小，用户在很长时 间里不能使房间温度升到所需温度，则会打消用户在非使用时间把温度调低的积极性。同时由于系 统要同时满足不同用户的不同热需求．也需要使整个系统具有比原有供热系统更大的负荷。
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４计量供热时供热调节方法
供热系统的调节方法与系统负荷性质密切相关。 当系统全部分是计量用户时，建筑物的加热过程可通过热网升温实现超量调节。由于用户都有 恒温控制设施，不会引起非调节用户的过热。尤其当公建与民宅负荷比例相近时。由于负荷不同时 及热惰性原因，热源负荷可相对稳定，有利于锅炉高效运行。 当大部分用户是计量用户，其它用户又无温控设施时，在加热阶段如果采用热网升温的质调节， 只有少量的非计量供热用户过热。再考虑蓄热性作用，可能对耗能影响不大。 当仅有小部分用户是计量用户，其它用户又无温控设施时，在加热阶段不应采用热网升温的质 调节，应采用其他措施： （１）加大计量用户的散热器面积，以实现在常热网水温下的快速预热，但必须装设恒温阀，以 便加热过程室温恒定，对公建，也可采用带有程序控制器的智能控制阀。智能控制阀一般设置在建 筑物人口处，基于对建筑物热容量的测算及确定，根据建筑物的使用时间，供热系统利用开，关逻辑
１ 前言
计量供热是建立资源节约型社会和城市供热可持续发展要求。为推进热计量供热，２００６年７月 ２８日，建设部城建司发布了《关于推进供热计量的实施意见》（建城＜２００６＞１５９号）文件。尽管实现 计量供热尚有许多问题要解决，但步伐在加快。
计量供热的目的是提高供热质量并节能。实施计量供热，用户将会“按需用热”，不再是２４小时 恒温供热。在用户主观（自主）负荷调节和客观（随室外气温变化）负荷调节并存的条件下，供热 系统如何结合系统的具体条件，“按需供热”，是实现计量供热节能的关键。
超量性即锅炉的功率要至少大于总供热负荷的２０％以上，在这一点上可以在欧洲国家的有关研 究里找到共识。
３．３供热负荷调节提前性（ａｈｅａｄ ｓｃｈｅｄｕｌｅ）
供热负荷调节提前性，是为了使建筑物在使用之前能达到温度要求，加热过程要提前进行。 提前性的重点在于准确估算建筑物升温所需要的时间，升温时间的长短与很多因素有关，其中 包括建筑物的蓄热性能、供热能力、建筑物使用间歇程度以及气候条件。 对于公共建筑，可以根据实验确定使建筑物从值班温度升到舒适温度所需的时间，由于建筑物 热容量很难用计算得出，因此，通过试运行来确定热容量的大小应该是解决这一问题的最佳途径。 之后应该可以通过单片机，编制程序设定好提前时间，控制每幢建筑物的总阀开关。
５结论
（１）实施计量供热，用户将会“按需用热”，供热系统只有“按需供热”，才能实现计量供热节能。 （２）各种工业和民用建筑，对供热时间和供热温度要求差异较大，用户负荷具有的多样性。但 一般的规律是：民宅和公建用热时问通常是错开的；建筑物可能总要经历四个过程：加热—保持供 热温度—冷却一保持值班温度，然后再行加热；计量供热的建筑物热过程，既有不稳态传热过程，也 可能有稳态传热过程。 （３）供热负荷的确定，除考虑用户负荷（建筑物的使用时间和温度要求）外，还要注意供热系 统热惰性、供热负荷调节超量性和供热负荷调节提前性。 （４）供热系统的调节方法与系统负荷性质密切相关。当系统全部分是计量用户或大部分用户是 计量用户时，建筑物的加热过程可通过热网升温实现超量调节。尤其当公建与民宅负荷比例相近时， 热源负荷可相对稳定，有利于锅炉高效运行。当仅有小部分用户是计量用户，其它用户又无温控设 施时，应采用加大计量用户的散热器面积、对计量用户采用内墙保温和对计量用户留有较大的资用 压差或设置适当的加压泵的方法，以实现超量调节。
计量供热负荷特性及其调节方法
石久胜１ 王宝珍２王浩１ 刘酷２
１．长春工程学院能源动力学院 吉林长春１３００１２ ２．吉林大学汽车工程学院热能系吉林长春１３００２５
摘要：本文分析了计量供热时用户负荷和供热负荷特性，明确了系统热情性、负荷调节超 量性和负荷调节提前性概念，提出了系统全部和部分是计量用户时的供热调节方法。对供热 系统“按需供热”，实现建筑节能意义重大。 关键词：计量供热； 负荷特性；调节方法
民宅一般可能白天８小时不用热的居多，夜间睡眠时间也可以降低温度要求，其余时间正常用 热。
民宅和公建用热只于问通常是错开的。热负荷同时使用系数低，现实的民宅和公建共存的非计量 供热系统不仅浪费能源，且热源投资也大。
显然，建筑物可能总要经历四个过程：加热—保持供热温度—冷却—保持值班温度，然后再行 加热。当建筑物间歇使用时间较短时（如民宅），由于热惰性大，冷却过程短，建筑物没到值班温度 就需重新加热，建筑物就经历三个过程：加热—保持供热温度—冷却，然后再行加热。
控制器来确定启——停时间，启和停都带有一定的提前性，同时在建筑内系统安放温控器，制定上
限和下限温度，即使是在非使用时间内，系统低于了下限温度，智能阀也会开启，而在使用时间内， 如果是系统高于一１－限温度，则智能阀也会关闭，凶此在保证供热质量的同时也达到了节能的目的。 若控制开度，则必须保证室内采暖系统是水力平衡的。
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图１计量供热时用户负荷特性
３计量供热时供热负荷特性
不同于连续供热，计量供热加热过程，供热系统和建筑物是不稳态热过程，供热负荷要额外负 担系统水温升高和建筑物温度升高的蓄热量，供热负荷的确定，除考虑用户负荷（建筑物的使用时 间和温度要求）外，还要注意供热系统热惰性、供热负荷调节超量性和供热负荷调节提前性。
３．１供热系统热情性
供热系统热惰性主要取决于供热系统的热容量和建筑物系统的热容量。 供热系统热惰性，一方面相当于系统蓄热器，可减少热源负荷的频繁调节，保持锅炉高效运行； 另一方而也使供热调节反应慢，需一定的升温时间，尤其对民宅由于难以做到提前预热，如果升温 时间过慢，会影响供热质量，可能打消节能积极性；此外较大的热惰性使建筑物加热和冷却速率较 小，每日的建筑物平均温度降低不明显，不利于计量供热节能。较大的散热器水容量和厚重的非节 能墙体不利于计量供热节能。
（３）对计量用户留有较大的资用压差或设置适当的加压泵，以实现超量调节，这种方法要求供 热系统具有较高的水力稳定性。对一次网直接连接的系统，设置混水泵更为简便。此时应在建筑物 内、外安放热电偶测温装置，将室内、外温度信号传给控制器，由电脑预先编制的程序向控制器发 送指令，将供热回水与一次网供水按一定的比例混合，来确定合适的供水温度从而达到变负荷计量 供热效果。